Patent RU-105623-U1 (RU)
Title: Модуль-ферментер
IPC: C12M1/00
Filed: 2010-11-16
Granted: 2011-06-20
Abstract: Предлагается конструкция модуля-ферментера, который используется, преимущественно, в производстве биопродуктов, например, ферментов, аминокислот и т.д Ферментер выполнен в виде модуля, содержащего емкость, вертикальный размер которой существенно меньше горизонтальных, причем емкость заключена в силовой каркас, выполненный из профилированного проката конструкционной стали. Емкость же изготавливается из нержавеющей стали минимальной толщины, определяемой скорее необходимым сроком эксплуатации, чем прочностными характеристиками. Дело в том, что по периметру внешней стороны емкости расположены шпангоуты, жестко связанные с боковой стенкой емкости с одной стороны и с элементами силового каркаса - с другой. Так что статическое усилие от столба жидкости и динамическое от перемешивания и аэрации будет воспринимать силовой каркас, выполненный из конструкционной, сравнительно недорогой, стали. Силовой каркас представляет собой продольный и поперечный силовые наборы, выполненные из профилированного проката и жестко связанные между собой, например, сваркой. Это может быть труба, швеллер или еще что-нибудь. Возможна комбинация различных профилей. Поперечный силовой набор содержит ряд замкнутых контуров, выполненных из вертикальных элементов в виде труб и горизонтальных- в виде швеллеров или двутавров. Вертикальные и горизонтальные элементы каждого контура жестко связаны между собой разъемными или неразъемными соединениями. Продольный силовой набор представляет из себя балки, например, из стального профиля, соединяющие между собой поперечные контуры для обеспечения их устойчивости в рамках единого силового каркаса. Что касается энергетики, то малая высота столба жидкости (питательной среды) позволяет заменить высокомощные энергозатратные компрессоры для аэрации на небольшие одноступенчатые турбинные воздуходувки. Для традиционных ферментеров, высотой 13-15 м. мощность компрессора составляет порядка 500кВт., а для плоского-35-50кВт. Для того, чтобы обеспечить наиболее рациональное (плотное) размещение предлагаемого модуля на цеховой площадке, а также исключить возможность образования застойных зон при перемешивании, емкость изготавливается в виде прямого цилиндра в основании которого лежит прямоугольник со скругленными углами. В частном случае это может быть круг. Для повышения жесткости, верхнее и нижнее днища емкости выполняются в виде усеченных конусов. Применение таких модулей-ферментеров открывает возможность довольно простого создания предприятий с предполагаемым расширением производства. Модули-ферментеры можно укладывать в виде этажерки, один на другой. Для этого на верхней плоскости крепится устройство причаливания, выполненное в виде ловушки, любой известной конструкции. Это так называемая «мама», а на нижней плоскости верхнего модуля-ферментера - стыковочное устройство, например отрезок трубы с элементами фиксации и уплотнения - «папа». При наращивании производства, через монтажные проемы, заранее выполненные на крыше цеха, опускают дополнительные модули-ферментеры. Стыковочные устройства опускаемого модуля-ферментера попадают в ловушки причальных устройств, где и происходит их механическое соединение. Т.е. производство культуральной жидкости можно увеличить без дополнительного капитального строительства и, по сути, без остановки производства. Далее, предлагаемая модульная конструкция позволяет еще на заводе-изготовителе проложить все воздушные, жидкостные и электрические коммуникации, т.е. полностью обвязать ферментер, а внешние пневмо-, гидро- и электроразъемы закрепить в удобном месте на силовом каркасе, причем трубчатые элементы силового каркаса, с целью уменьшения трудоемкости при монтаже и стоимости обвязки, служат элементами пневмо и гидромагистралей обвязки, а устройства стыковки и причаливания выполнены в виде ответных частей пневмо и гидроразъемов любой известной конструкции. Таким образом, при монтаже модулей-ферментеров в «этажерку», происходит не только механическое соединение их силовых каркасов, но и объединение их пневмо и гидросистем, что существенно сокращает стоимость и время монтажа оборудования. Учитывая, что, в общем виде, у емкости модуля-ферментера отсутствует круговая симметрия, для более эффективного перемешивания использовать, как минимум две мешалки с осями вращения, находящимися под некоторым пространственным углом друг к другу. С целью снижения нагрузки на емкость модуля-ферментера, элементы трансмиссии крепятся на его силовом каркасе.